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과학

이차 수체

이차 수체과학
영어
Quadratic number field
확대 차수
[K:ℚ]=2
표준 표현
ℚ(√d), d는 제곱인수 없는 정수, d≠0,1
구분
d>0이면 실이차, d<0이면 허이차
이차 수체는 유리수체 ℚ 위의 확대 차수가 2인 수체다. 제곱인수가 없는 정수 d≠0,1에 대해 ℚ(√d)로 나타낼 수 있고 모든 원소는 유리수 a,b를 써서 a+b√d로 유일하게 표현된다.

제곱인수 제거

ℚ(√12)=ℚ(√3)이다. √12=2√3이고 2는 유리수 가역원이므로 어느 쪽을 첨가해도 같은 체를 얻는다. 따라서 표현을 정리할 때는 d에서 제곱인수를 제거한다. d=1이면 새 원소가 추가되지 않아 차수가 1이므로 이차 수체가 아니다.

계산을 두 좌표로 하기

(a+b√d)(c+e√d)=(ac+bed)+(ae+bc)√d다. 예를 들어 ℚ(√3)에서 (2+√3)(2−√3)=1이므로 2+√3의 역원은 2−√3이다. 일반적인 0 아닌 원소도 켤레를 곱해 유리수 분모를 갖는 꼴로 나눌 수 있다.

실수와 비실수

d>0이면 ℚ(√d)를 실수 안에 놓을 수 있다. d<0이면 √d가 비실수이므로 허이차 수체라고 한다. 허이차 수체의 모든 원소가 허수라는 뜻은 아니다. 유리수체를 포함하므로 1이나 3/2 같은 실수도 들어 있다.

정수환은 별도 확인

이차 수체의 정수환이 언제나 ℤ[√d]인 것은 아니다. d≡1 (mod 4)이면 (1+√d)/2를 써야 한다. 예를 들어 ℚ(√5)의 (1+√5)/2는 x²−x−1의 근인 대수적 정수지만 ℤ[√5]에는 들어가지 않는다. 체의 원소 표현과 정수환의 생성원을 구분해야 한다.

관련 문서

수체 / 체의 확대 / 유리수 / 제곱인수 없는 수 / 대수적 정수 / 가우스 정수 / 가역원 / 정수